JPH06217205A - Solid state image pickup device - Google Patents

Solid state image pickup device

Info

Publication number
JPH06217205A
JPH06217205A JP50A JP2059793A JPH06217205A JP H06217205 A JPH06217205 A JP H06217205A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2059793 A JP2059793 A JP 2059793A JP H06217205 A JPH06217205 A JP H06217205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
pixels
row
signal
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP50A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Yonemoto
和也 米本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP50A priority Critical patent/JPH06217205A/en
Publication of JPH06217205A publication Critical patent/JPH06217205A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent an operation defective state accompanying an increase in output rate, to remove the high-frequency component of a high-frequency random noise generated by pixels, and to improve the S/N of an image pickup signal by reading a signal out of a pixel at a slow speed even by a high-vision system. CONSTITUTION:The solid state image pickup element in which an image pickup area 2 where many pixels 1 are arrayed in matrix, a vertical scanning circuit 3 for selecting pixels 1, 1..., row by row, and a horizontal selecting circuit 4 for selecting the pixels 1, 2..., column by column, are incorporated is constituted by connecting CDS circuits 5 as many as horizontal pixels to a video line L. Then the CDS circuits 5 each consist of a clamp circuit which holds the signal level of pixels 1, 2... of an (n)th row selected by the vertical scanning circuit 3 at a specific potential VCL and a sample and hold circuit which samples and holds the level of the pixels 1, 2... of the selected (n)th row after resetting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関し、
特に各画素毎に光信号電荷が増幅される内部増幅型の固
体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor,
In particular, the present invention relates to an internal amplification type solid-state imaging device in which optical signal charges are amplified for each pixel.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、固体撮像素子の高解像度化の要請
に従って、画素毎に光信号電荷を増幅する内部増幅型固
体撮像素子の研究・開発が進められている。
2. Description of the Related Art Recently, in response to a demand for higher resolution of a solid-state image pickup device, research and development of an internal amplification type solid-state image pickup device for amplifying an optical signal charge for each pixel has been advanced.

【0003】この内部増幅型固体撮像素子の主なものと
しては、静電誘導トランジスタ(SIT)、増幅型MI
Sイメージャ(AMI)、電荷変調デバイス(CMD)
等の各種撮像デバイス構造が知られている。
The main components of the internal amplification type solid-state image pickup device are a static induction transistor (SIT) and an amplification type MI.
S imager (AMI), charge modulation device (CMD)
Various image pickup device structures such as are known.

【0004】そして、これら内部増幅型固体撮像素子に
おいては、その出力段に、FPN(固定パターン雑音)
や1/fノイズの抑圧を目的とする相関二重サンプリン
グ回路(以下、単にCDS回路と記す)を接続するよう
にしている。
In these internal amplification type solid-state image pickup devices, the output stage thereof has an FPN (fixed pattern noise).
A correlated double sampling circuit (hereinafter simply referred to as a CDS circuit) for the purpose of suppressing 1 / f noise is connected.

【0005】図7に、内部増幅型固体撮像素子としてC
MDを例にとった従来の構成を示す。この固体撮像素子
においては、1トランジスタ/画素のCMD(画素)1
01をマトリクス状に配列して構成された撮像領域10
2を有し、この撮像領域102の周辺に、行単位に画素
101,101・・・を選択する垂直走査回路103
と、列単位に画素101,101・・・を選択する水平
走査回路104が設けられている。
FIG. 7 shows a C as an internal amplification type solid-state image pickup device.
A conventional configuration using an MD as an example is shown. In this solid-state image sensor, one transistor / pixel CMD (pixel) 1
Imaging area 10 configured by arranging 01 in a matrix
2, and a vertical scanning circuit 103 for selecting pixels 101, 101 ...
, And a horizontal scanning circuit 104 for selecting the pixels 101, 101 ...

【0006】そして、1列の画素101,101・・・
に対して共通とされ、かつ列方向に配列された垂直信号
線VS1 ,VS2 ・・・VSn には、それぞれ対応する
列に関する画素(CMD)101,101・・・のソー
スが接続され、1行の画素101,101・・・に対し
て共通とされ、かつ行方向に配列された水平選択線VL
1 ,VL2 ・・・VLn には、それぞれ対応する行に関
する画素(CMD)101,101・・・のゲートが接
続されている。また、各画素101,101・・・のド
レインは、それぞれ共通とされ、電源電圧Vddが印加
されるような構造となっている。
Then, the pixels 101, 101 ...
The vertical signal lines VS1, VS2, ... VSn, which are common with respect to each other and are arranged in the column direction, are connected to the sources of the pixels (CMD) 101, 101. Of the horizontal selection lines VL which are common to the pixels 101, 101 ...
The gates of the pixels (CMD) 101, 101 ... Of the corresponding rows are connected to 1, VL2 ... VLn. Further, the drains of the respective pixels 101, 101 ... Are made common to each other, and the structure is such that the power supply voltage Vdd is applied.

【0007】上記垂直走査回路103は、例えば2値の
論理出力をするシフトレジスタと、その論理出力とクロ
ックタイミングから3値の電圧出力(Va,Vb,V
c)を発生するレベルミックス回路により構成されてい
る。
The vertical scanning circuit 103 has, for example, a shift register which outputs a binary logical output, and a ternary voltage output (Va, Vb, V) based on the logical output and clock timing.
It is composed of a level mix circuit for generating c).

【0008】また、各垂直信号線VS1 ,VS2 ・・・
VSn は、出力端子φに通じるビデオラインLにそれぞ
れスイッチングトランジスタTrを介して接続されてお
り、水平走査回路104から延びる水平画素数分の列選
択線HL1 ,HL2 ・・・HLn は、それぞれ対応する
スイッチングトランジスタTrのゲートに接続されてい
る。
Further, each vertical signal line VS1, VS2 ...
VSn is connected to the video line L leading to the output terminal φ via the switching transistor Tr, and the column selection lines HL1, HL2, ... HLn corresponding to the number of horizontal pixels extending from the horizontal scanning circuit 104 respectively correspond. It is connected to the gate of the switching transistor Tr.

【0009】そして、この従来の固体撮像素子において
は、ビデオラインLの出力側に、各画素101,101
・・・における光信号電荷に伴う信号電流を電圧信号に
変換する負荷抵抗RL が接続され、この負荷抵抗RL と
出力端子φ間に1つのCDS回路105を接続して構成
されている。
In this conventional solid-state image pickup device, each pixel 101, 101 is provided on the output side of the video line L.
A load resistance RL for converting a signal current associated with the optical signal charge into a voltage signal is connected, and one CDS circuit 105 is connected between the load resistance RL and the output terminal φ.

【0010】この固体撮像素子の動作を図8のタイミン
グチャートに基づいて説明すると、まず、電荷蓄積(露
光)時においては、垂直走査回路3から各画素(CM
D)101,101・・・をカットオフする低い電圧V
aが出力され、各画素101,101・・・のゲートに
印加される。被写体からの光の入射に伴って、光発生正
孔が各画素101,101・・・のゲート部に蓄積され
ると、各画素101,101・・・の表面電位がそれぞ
れ蓄積された光発生正孔に応じて上昇する。
The operation of this solid-state image pickup device will be described with reference to the timing chart of FIG. 8. First, at the time of charge accumulation (exposure), each pixel (CM
D) Low voltage V that cuts off 101, 101 ...
a is output and applied to the gates of the pixels 101, 101. When light-generated holes are accumulated in the gate portion of each pixel 101, 101 ... With the incidence of light from the subject, the light-generating holes are accumulated in the surface potential of each pixel 101, 101. It rises according to the holes.

【0011】そして、従来においては、水平ブランキン
グ期間HB後の有効水平走査期Ha間に、垂直走査回路
103から、例えば1行目の画素101,101・・・
に対して上記電圧Vaよりも高い読出し用の電圧Vbを
供給する。これによって、1行目の画素101,101
・・・が選択されたことになる。
In the prior art, during the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, for example, the pixels 101, 101 ... In the first row from the vertical scanning circuit 103.
Is supplied with a read voltage Vb higher than the above voltage Va. Thereby, the pixels 101, 101 in the first row
... has been selected.

【0012】更に、この有効水平走査期間Haにおい
て、水平走査回路104から順次選択パルスP1 ,P2
・・・を出力することにより、対応するスイッチングト
ランジスタTr,Tr・・・を順次オンにする。これに
よって、上記垂直走査回路103にて選択された行と、
スイッチングトランジスタTrがオンになった列の画素
101が順次選択されることとなり、その選択された画
素101の信号がCDS回路105を介して出力端子φ
より取り出される。
Further, in the effective horizontal scanning period Ha, the horizontal scanning circuit 104 sequentially selects pulses P1 and P2.
By outputting ..., the corresponding switching transistors Tr, Tr, ... are sequentially turned on. As a result, the row selected by the vertical scanning circuit 103,
The pixels 101 in the columns in which the switching transistors Tr are turned on are sequentially selected, and the signals of the selected pixels 101 are output via the CDS circuit 105 to the output terminal φ.
Taken out.

【0013】実際には、水平走査回路103からの1つ
の選択パルスの出力期間中において、信号の読出し、画
素のリセット、リセット後の画素のレベル(黒レベル)
の読出しが行われる。即ち、垂直走査回路103にて選
択された1行の画素101,101・・・は、それぞれ
ゲートに読出し用の電圧Vbが印加されており、水平走
査回路104からの選択パルスによって、1つの画素1
01のソースと出力側のビデオラインLが接続される
と、その画素101におけるゲート電位とその画素に蓄
積されている光発生正孔とに伴う表面電位に応じた信号
電流がビデオラインLに流れる。
Actually, during the output period of one selection pulse from the horizontal scanning circuit 103, signal reading, pixel reset, and pixel level after reset (black level)
Is read. That is, the read voltage Vb is applied to the gates of the pixels 101, 101 ... Of one row selected by the vertical scanning circuit 103, and one pixel is selected by the selection pulse from the horizontal scanning circuit 104. 1
When the source of 01 and the video line L on the output side are connected, a signal current corresponding to the gate potential in the pixel 101 and the surface potential accompanying the photogenerated holes accumulated in the pixel flows in the video line L. .

【0014】この信号電流が負荷抵抗RL に流れ、それ
による電圧変化(信号電圧)V(S)がCDS回路10
5に入力される。その後、垂直走査回路103から上記
選択された1行の画素101,101・・・に対して、
読出し用の電圧Vbよりも高いリセット電圧Vcが供給
される。このとき、水平走査回路104にて選択された
1つの画素101のみがリセットされる。即ち、その画
素101に蓄積されていた光発生正孔が基板側に掃き捨
てられる。
This signal current flows through the load resistance RL, and the resulting voltage change (signal voltage) V (S) is the CDS circuit 10.
Input to 5. Then, from the vertical scanning circuit 103 to the selected one row of pixels 101, 101 ...
A reset voltage Vc higher than the read voltage Vb is supplied. At this time, only one pixel 101 selected by the horizontal scanning circuit 104 is reset. That is, the photo-generated holes accumulated in the pixel 101 are swept away to the substrate side.

【0015】その後、再び垂直走査回路103から上記
選択された1行の画素101,101・・・に対して、
読出し用の電圧Vbが供給される。このとき、選択され
ている1つの画素101には、光発生正孔が存在しない
ので、その表面電位は、ゲートに印加される電位によっ
て変化することとなり、上記読出し時の表面電位よりも
低い値を示す。そのため、この期間にCDS回路105
に入力される電圧レベルは、信号電圧レベルV(S)よ
りも高くなり、その画素101を構成するCMDの特性
のみに依存したレベル、即ちその画素101の黒レベル
V(B)を示すことになる。そして、この黒レベルV
(B)と上記信号電圧レベルV(S)からその画素の信
号量Vを得ることができる。
Then, again from the vertical scanning circuit 103, to the pixels 101, 101 ... Of the selected one row,
The voltage Vb for reading is supplied. At this time, since the photogenerated holes do not exist in the selected one pixel 101, the surface potential thereof changes depending on the potential applied to the gate, which is lower than the surface potential at the time of reading. Indicates. Therefore, during this period, the CDS circuit 105
The voltage level input to is higher than the signal voltage level V (S) and indicates a level dependent only on the characteristics of the CMD forming the pixel 101, that is, the black level V (B) of the pixel 101. Become. And this black level V
The signal amount V of the pixel can be obtained from (B) and the signal voltage level V (S).

【0016】この一連の動作を各画素101に対して行
うことにより、出力端子φから撮像信号を時系列に得る
ことができる。
By performing this series of operations for each pixel 101, an image pickup signal can be obtained in time series from the output terminal φ.

【0017】また、従来においては、インターレース走
査に対応した全画素読出し方式の内部増幅型固体撮像素
子が提案されている。この固体撮像素子は、図9に示す
ように、各垂直信号線VS1 ,VS2 ・・・VSn にそ
れぞれ2つのCDS回路105A及び105Bが接続さ
れ、その出力がそれぞれスイッチングトランジスタTr
1 及びTr2 を介して2ラインのビデオラインL1 及び
L2 に接続された構成を有する(この構成については、
例えば特開昭64−14959号公報参照)。
Further, conventionally, an internal amplification type solid-state image pickup device of an all-pixel readout system compatible with interlaced scanning has been proposed. As shown in FIG. 9, in this solid-state image pickup device, two CDS circuits 105A and 105B are connected to the vertical signal lines VS1, VS2, ... VSn, respectively, and the outputs thereof are respectively switching transistors Tr.
It has a configuration in which it is connected to two video lines L1 and L2 via 1 and Tr2 (for this configuration,
See, for example, JP-A-64-14959).

【0018】ここで、図7及び図9で示すCDS回路1
05並びに105A及び105Bは、1つのクランプ回
路と1つのサンプル・ホールド回路にて構成されてい
る。
Here, the CDS circuit 1 shown in FIG. 7 and FIG.
05, 105A and 105B are each composed of one clamp circuit and one sample and hold circuit.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
7で示す従来の固体撮像素子においては、図8に示すよ
うに、1つの画素101に対する一連の動作(読出し動
作trd,リセット動作trs,リセット後の黒レベルの読
出し動作trb)を、1有効水平走査期間Ha中に、水平
画素数分行う必要がある。この場合、画素信号の出力レ
ートを1/T[MHz]とすると、垂直信号線(VS1
,VS2 ・・・VSn )及びビデオラインLにおける
信号処理動作がT秒の間に上記一連の動作(読出し動作
trd,リセット動作trs,リセット後の黒レベルの読出
し動作trb)を行うことになり、垂直信号線(VS1 ,
VS2 ・・・VSn )及びビデオラインLでの信号処理
は、出力レートの2〜3倍のスピードで動作することに
なる。
However, in the conventional solid-state image pickup device shown in FIG. 7, as shown in FIG. 8, a series of operations (read operation trd, reset operation trs, after reset, for one pixel 101) is performed. It is necessary to perform the black level read operation trb) for the number of horizontal pixels during one effective horizontal scanning period Ha. In this case, assuming that the pixel signal output rate is 1 / T [MHz], the vertical signal line (VS1
, VS2 ... VSn) and the signal processing operation on the video line L performs the above series of operations (read operation trd, reset operation trs, black level read operation trb after reset) during T seconds, Vertical signal line (VS1,
VS2 ... VSn) and the signal processing on the video line L are operated at a speed of 2 to 3 times the output rate.

【0020】現行の例えばNTSC方式の固体撮像素子
では、上記方式でも動作が可能であったが、特にハイビ
ジョン方式では、垂直信号線(VS1 ,VS2 ・・・V
Sn)及びビデオラインLにおける信号処理のスピード
が追いつかず、動作不能になるという不都合があった。
The current solid-state image pickup device of, for example, the NTSC system can be operated by the above system, but especially in the high-definition system, the vertical signal lines (VS1, VS2 ... V) are used.
Sn) and the video line L do not catch up with the speed of signal processing, resulting in inoperability.

【0021】具体的に、200万画素の固体撮像素子の
場合は、出力レートが74.25[MHz]であり、こ
の場合、図8に示すように、1画素の出力レート1/T
=周期T秒内に、信号読出しtrd、リセットtrs、黒レ
ベル読出しtrbの3つの動作を行う必要から垂直信号線
(VS1 ,VS2 ・・・VSn )及びビデオラインLに
おける信号処理速度は150[MHz]以上という非常
に高速な動作を要求される。
Specifically, in the case of a solid-state image pickup device having 2 million pixels, the output rate is 74.25 [MHz]. In this case, as shown in FIG.
= The signal processing speed in the vertical signal lines (VS1, VS2 ... VSn) and the video line L is 150 [MHz because it is necessary to perform three operations of the signal read trd, the reset trs, and the black level read trb within the period T seconds. ] Very high speed operation is required.

【0022】一方、図9で示す固体撮像素子は、各垂直
信号線(VS1 ,VS2 ・・・VSn )に対応してそれ
ぞれ2つのCDS回路105A及び105Bを接続する
ことから、例えば固体撮像素子をハイビジョン方式に対
応させた場合、CDS回路を構成するクランプ回路が4
000個も必要になる。その結果、固体撮像素子の回路
構成が非常に複雑になり、固体撮像素子のサイズの大型
化及び製造コストの高価格化を招くという問題がある。
On the other hand, since the solid-state image sensor shown in FIG. 9 connects two CDS circuits 105A and 105B corresponding to the vertical signal lines (VS1, VS2 ... VSn), the solid-state image sensor is, for example, When supporting the high-definition system, the number of clamp circuits that make up the CDS circuit is 4
You also need 000. As a result, there is a problem that the circuit configuration of the solid-state image sensor becomes very complicated, leading to an increase in size of the solid-state image sensor and an increase in manufacturing cost.

【0023】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ハイビジョン方式に対
しても画素からの信号を低速で読出すことができ、出力
レートの高速化に伴う動作不能状態を防止することがで
きる固体撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable signals from pixels to be read out at a low speed even for a high-definition system, thereby increasing the output rate. An object of the present invention is to provide a solid-state image sensor capable of preventing the inoperable state associated therewith.

【0024】また、本発明は、出力レートの高速化に伴
って画素から発生する高域ランダムノイズの高域成分を
除去することができ、撮像信号のS/Nを向上させるこ
とができる固体撮像素子を提供することにある。
Further, according to the present invention, the high frequency component of the high frequency random noise generated from the pixel due to the increase in the output rate can be removed, and the S / N of the image pickup signal can be improved. It is to provide an element.

【0025】また、本発明は、固体撮像素子をインター
レース走査方式に適用した場合において、垂直信号線に
対応して接続されるCDS回路、特にCDS回路を構成
するクランプ回路の個数を削減でき、固体撮像素子自体
のサイズの小型化及び製造コストの低廉化を実現させる
ことができる固体撮像素子を提供することにある。
Further, according to the present invention, when the solid-state image pickup device is applied to the interlaced scanning system, the number of CDS circuits connected corresponding to the vertical signal lines, particularly the number of clamp circuits constituting the CDS circuit can be reduced, It is an object of the present invention to provide a solid-state image sensor that can realize a reduction in size of the image sensor itself and a reduction in manufacturing cost.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、多数の画素1
がマトリクス状に配列された撮像領域2と、行単位に画
素1,1・・・を選択する垂直走査回路3と、列単位に
画素1,1・・・を選択する水平走査回路4とが内蔵さ
れた固体撮像素子において、撮像領域2と水平走査回路
4間に配された出力線Lに、水平画素数分の相関二重サ
ンプリング回路5を接続して構成する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a large number of pixels 1.
Are arranged in a matrix, a vertical scanning circuit 3 for selecting pixels 1, 1 ... In row units, and a horizontal scanning circuit 4 for selecting pixels 1, 1. In the built-in solid-state image pickup device, the output line L arranged between the image pickup area 2 and the horizontal scanning circuit 4 is connected with the correlated double sampling circuits 5 for the number of horizontal pixels.

【0027】この場合、固体撮像素子をノンインターレ
ース走査方式に適用させる際には、上記相関二重サンプ
リング回路5を、水平ブランキング期間HB中に、上記
垂直走査回路3にて選択されたn行目の画素1,1・・
・における信号レベルを所定電位VCLに保持するクラン
プ回路11と、上記選択されたn行目の画素1,1・・
・におけるリセット後のレベルをサンプル・ホールドす
るサンプル・ホールド回路12にて構成する。
In this case, when the solid-state image pickup device is applied to the non-interlaced scanning system, the correlated double sampling circuit 5 is used for the n rows selected by the vertical scanning circuit 3 during the horizontal blanking period HB. Eye pixel 1,1 ...
A clamp circuit 11 for holding the signal level at a predetermined potential VCL, and the pixels 1, 1 ...
The sample-and-hold circuit 12 for sample-holding the level after resetting in.

【0028】また、固体撮像素子をインターレース走査
方式に適用させる際には、上記相関二重サンプリング回
路5を、水平ブランキング期間HB中に、上記垂直走査
回路3にて時系列に選択されたn行目及びn+1行目の
画素1,1・・・における各信号レベルをそれぞれ所定
電位VCLに保持する1つのクランプ回路11と、上記選
択されたn行目の画素1,1・・・におけるリセット後
のレベルをサンプル・ホールドする第1のサンプル・ホ
ールド回路12Aと、上記選択されたn+1行目の画素
1,1・・・におけるリセット後のレベルをサンプル・
ホールドする第2のサンプル・ホールド回路12Bにて
構成する。
When the solid-state image pickup device is applied to the interlaced scanning method, the correlated double sampling circuit 5 is selected in time series by the vertical scanning circuit 3 during the horizontal blanking period HB. The one clamp circuit 11 holds the signal levels of the pixels 1, 1 ... In the row 1 and the row n + 1, respectively, and the reset in the pixels 1, 1. A first sample-and-hold circuit 12A that samples and holds the subsequent level and a sampled level after resetting in the pixels n1, 1 ... Of the selected n + 1th row.
The second sample-hold circuit 12B for holding is used.

【0029】[0029]

【作用】本発明に係る固体撮像素子においては、例えば
固体撮像素子をノンインターレース走査方式に適用させ
た場合、まず、水平ブランキング期間HB中に、垂直走
査回路3にてn行目の画素1,1・・・を選択する。こ
のとき、選択されたn行目の画素1,1・・・の各蓄積
電荷に応じた信号が対応するCDS回路5にそれぞれ入
力される。CDS回路5は、入力された信号をクランプ
回路11にて所定電位VCLに保持する。その後、選択さ
れているn行目の画素1,1・・・をリセットして蓄積
電荷を掃き出す。
In the solid-state image pickup device according to the present invention, for example, when the solid-state image pickup device is applied to the non-interlaced scanning system, first, during the horizontal blanking period HB, the pixel 1 of the nth row in the vertical scanning circuit 3 , 1 ... is selected. At this time, signals corresponding to the accumulated charges of the selected pixels 1, 1, ... Of the nth row are input to the corresponding CDS circuits 5, respectively. The CDS circuit 5 holds the input signal at the predetermined potential VCL by the clamp circuit 11. Thereafter, the pixels 1, 1, ... Of the selected nth row are reset to sweep out the accumulated charges.

【0030】この画素に対するリセット動作のあと、C
DS回路5には、蓄積電荷のない場合の信号(黒レベ
ル)が入力される。CDS回路5は、入力された信号
(黒レベル)をサンプル・ホールド回路12にてサンプ
ル・ホールドするため、サンプル・ホールド回路11に
は、蓄積電荷に伴う信号と上記信号(黒レベル)との
差、即ち蓄積電荷に伴う実際の信号量が保持されること
になる。即ち、各CDS回路5の出力側には、n行目の
画素1,1・・・中、それぞれ対応する画素1,1・・
・の信号量が保持されることになる。
After the reset operation for this pixel, C
A signal (black level) when there is no accumulated charge is input to the DS circuit 5. Since the CDS circuit 5 samples and holds the input signal (black level) in the sample and hold circuit 12, the sample and hold circuit 11 determines the difference between the signal accompanying the accumulated charge and the signal (black level). That is, the actual signal amount associated with the accumulated charge is held. That is, on the output side of each CDS circuit 5, among the pixels 1, 1, ... Of the n-th row, the corresponding pixels 1, 1, ...
・ The signal amount of will be retained.

【0031】そして、上記水平ブランキング期間HB後
の有効水平走査期間Haにおいて、各CDS回路5から
順次信号量を読み出すことにより、n行目の画素1,1
・・・に関する撮像信号を取り出すことができる。
Then, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, by sequentially reading the signal amount from each CDS circuit 5, the pixels 1, 1 of the nth row are read.
It is possible to take out the image pickup signal regarding.

【0032】このように、信号の読出し動作、リセット
動作及びリセット後の黒レベルの読出し動作という一連
の動作を、水平ブランキング期間HB中に1回のみ行え
ばよいため、上記一連の動作を非常に低速に行うことが
可能となり、また、有効水平走査期間Haにおいては、
上記一連の動作を行わず、ただ単にCDS回路5から信
号量を読み出す動作を行うだけであるため、出力線Lの
信号処理を出力レートとほぼ速度にて行うことができ
る。従って、固体撮像素子をハイビジョン方式に適用し
た場合においても、画素1,1・・・からの信号を低速
で読出すことができ、出力レートの高速化に伴う動作不
能状態を防止することができる。
As described above, since the series of operations of the signal read operation, the reset operation, and the black level read operation after the reset need to be performed only once during the horizontal blanking period HB, the above series of operations is extremely necessary. Can be performed at a low speed, and during the effective horizontal scanning period Ha,
Since the series of operations described above is not performed and only the operation of reading the signal amount from the CDS circuit 5 is performed, the signal processing of the output line L can be performed at a speed substantially equal to the output rate. Therefore, even when the solid-state imaging device is applied to the high-definition system, the signals from the pixels 1, 1 ... Can be read at a low speed, and the inoperable state due to the increase in the output rate can be prevented. .

【0033】しかも、上記のように、出力線Lの信号処
理速度の帯域幅を狭くできることから、出力レートの高
速化に伴って画素1,1・・・から発生する高域ランダ
ムノイズの高域成分を除去することができ、撮像信号の
S/Nを向上させることができる。
Moreover, as described above, since the bandwidth of the signal processing speed of the output line L can be narrowed, the high range of the high range random noise generated from the pixels 1, 1 ... With the increase in the output rate. The component can be removed, and the S / N of the image pickup signal can be improved.

【0034】次に、固体撮像素子をノンインターレース
走査方式に適用させた場合、まず、水平ブランキング期
間HB中に、垂直走査回路3にてn行目の画素1,1・
・・を選択する。このとき、選択されたn行目の画素
1,1・・・の各蓄積電荷に応じた信号が、対応するC
DS回路5にそれぞれ入力される。各CDS回路5は、
入力された信号をクランプ回路11にて所定電位VCLに
保持する。その後、選択されているn行目の画素1,1
・・・をリセットして蓄積電荷を掃き出す。
Next, when the solid-state image pickup device is applied to the non-interlaced scanning system, first, during the horizontal blanking period HB, the vertical scanning circuit 3 causes the pixels 1, 1 ...
・ Select. At this time, the signals corresponding to the respective accumulated charges of the selected n-th row pixels 1, 1, ...
It is input to each of the DS circuits 5. Each CDS circuit 5
The input signal is held at the predetermined potential VCL by the clamp circuit 11. After that, the selected pixels n, 1 of the nth row
... is reset and the accumulated charge is swept out.

【0035】この画素1,1・・・に対するリセット動
作のあと、各CDS回路5には、蓄積電荷のない場合の
信号(黒レベル)が入力される。各CDS回路5は、入
力された信号(黒レベル)を、まず、第1のサンプル・
ホールド回路12Aにてサンプル・ホールドするため、
この第1のサンプル・ホールド回路12Aには、蓄積電
荷に伴う信号と上記黒レベルとの差(蓄積電荷に伴う実
際の信号量)が保持されることになる。即ち、第1のサ
ンプル・ホールド回路12Aには、n行目の画素1,1
・・・に関し、それぞれ対応する画素1の信号量が保持
されることになる。
After the reset operation for the pixels 1, 1, ..., A signal (black level) when there is no accumulated charge is input to each CDS circuit 5. Each CDS circuit 5 receives the input signal (black level) from the first sample
Since the sample is held by the hold circuit 12A,
The first sample-and-hold circuit 12A holds the difference between the signal associated with the accumulated charge and the black level (the actual signal amount associated with the accumulated charge). That is, the first sample-and-hold circuit 12A has pixels 1, 1 of the nth row.
.., the signal amount of the corresponding pixel 1 is held.

【0036】その後、同じ水平ブランキング期間HB中
において、垂直走査回路3にてn+1行目の画素1,1
・・・を選択する。このとき、選択されたn+1行目の
画素1,1・・・の各蓄積電荷に応じた信号が対応する
CDS回路5にそれぞれ入力される。各CDS回路5
は、入力された信号をクランプ回路11にて所定電位V
CLに保持する。その後、選択されているn+1行目の画
素1,1・・・をリセットして蓄積電荷を掃き出す。
Thereafter, during the same horizontal blanking period HB, the vertical scanning circuit 3 causes the pixels 1 and 1 of the (n + 1) th row.
... is selected. At this time, signals corresponding to the respective accumulated charges of the pixels n1, 1 ... Of the selected n + 1th row are input to the corresponding CDS circuits 5, respectively. Each CDS circuit 5
Input the input signal to the clamp circuit 11 at a predetermined potential V
Hold in CL. After that, the selected pixels n1, 1 ... Of the n + 1th row are reset to sweep out the accumulated charges.

【0037】この画素1,1・・・に対するリセット動
作のあと、各CDS回路5には、蓄積電荷のない場合の
信号(黒レベル)が入力される。各CDS回路5は、入
力された信号(黒レベル)を、今度は、第2のサンプル
・ホールド回路12Bにてサンプル・ホールドするた
め、この第2のサンプル・ホールド回路12Bには、蓄
積電荷に伴う信号と上記黒レベルとの差(蓄積電荷に伴
う実際の信号量)が保持されることになる。即ち、第2
のサンプル・ホールド回路12Bには、n+1行目の画
素1,1・・・に関し、それぞれ対応する画素1の信号
量が保持されることになる。
After the reset operation for the pixels 1, 1, ..., A signal (black level) when there is no accumulated charge is input to each CDS circuit 5. Since each CDS circuit 5 samples and holds the input signal (black level) this time by the second sample and hold circuit 12B, the accumulated charge is stored in the second sample and hold circuit 12B. The difference between the accompanying signal and the black level (the actual signal amount due to the accumulated charge) is held. That is, the second
The sample-and-hold circuit 12B holds the signal amounts of the pixels 1 corresponding to the pixels 1, 1 ... Of the (n + 1) th row.

【0038】そして、上記水平ブランキング期間HB後
の有効水平走査期間Haにおいて、各CDS回路5から
順次信号量を読み出すことにより、n行目及びn+1行
目の画素1,1・・・に関する撮像信号を取り出すこと
ができる。
Then, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, by sequentially reading the signal amount from each CDS circuit 5, the image pickup for the pixels 1, 1 ... Of the nth row and the n + 1th row is performed. The signal can be retrieved.

【0039】このように、上記固体撮像素子において
は、垂直走査回路3にて時系列に選択されたn行目及び
n+1行目の画素1,1・・・における各信号レベル
を、1つのクランプ回路11にてそれぞれ所定電位VCL
に保持するようにしているため、従来のように、1本の
垂直信号線VSに2つのCDS回路、特に2つのクラン
プ回路を接続する必要がなくなり、1本の垂直信号線V
Sに対して1個のクランプ回路11を接続するだけでよ
い。従って、固体撮像素子をインターレース走査方式に
適用した場合において、垂直信号線VSに対応して接続
されるCDS回路5、特にCDS回路5を構成するクラ
ンプ回路11の個数を削減でき、固体撮像素子自体のサ
イズの小型化及び製造コストの低廉化を実現させること
ができる。
As described above, in the solid-state image pickup device, each signal level in the pixels 1, 1 ... Of the nth row and the n + 1th row selected in time series by the vertical scanning circuit 3 is clamped by one clamp. Each of the circuits 11 has a predetermined potential VCL
Therefore, it is not necessary to connect two CDS circuits, especially two clamp circuits to one vertical signal line VS as in the conventional case, so that one vertical signal line V
It is only necessary to connect one clamp circuit 11 to S. Therefore, when the solid-state image pickup device is applied to the interlaced scanning system, the number of the CDS circuits 5 connected corresponding to the vertical signal lines VS, particularly the clamp circuit 11 constituting the CDS circuit 5, can be reduced, and the solid-state image pickup device itself. It is possible to realize a smaller size and a lower manufacturing cost.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像素子をCMDに
よる内部増幅型固体撮像素子に適用した2つの実施例
(以下、第1実施例に係る固体撮像素子及び第2実施例
に係る固体撮像素子と記す)を図1〜図6を参照しなが
ら説明する。
EXAMPLES Two examples in which the solid-state image sensor according to the present invention is applied to an internal amplification type solid-state image sensor by CMD (hereinafter, the solid-state image sensor according to the first example and the solid-state image sensor according to the second example) will be described. Element) will be described with reference to FIGS.

【0041】第1実施例に係る固体撮像素子は、ノンイ
ンターレース走査方式に適用したもので、図1に示すよ
うに、1トランジスタ/画素のCMD(画素)1をマト
リクス状に配列して構成された撮像領域2を有し、この
撮像領域2の周辺に、行単位に画素1,1・・・を選択
する垂直走査回路3と、列単位に画素1,1・・・を選
択する水平走査回路4が設けられている。
The solid-state image pickup device according to the first embodiment is applied to the non-interlaced scanning system, and as shown in FIG. 1, CMDs (pixels) 1 of 1 transistor / pixel are arranged in a matrix. .. is provided in the periphery of the imaging area 2, and a vertical scanning circuit 3 for selecting the pixels 1, 1, ... In row units and a horizontal scanning circuit for selecting the pixels 1, 1 .. A circuit 4 is provided.

【0042】そして、1列の画素1,1・・・に対して
共通とされ、かつ列方向に配列された垂直信号線VS1
,VS2 ・・・VSn には、それぞれ対応する列に関
する画素(CMD)1,1・・・のソースが接続され、
1行の画素1,1・・・に対して共通とされ、かつ行方
向に配列された水平選択線VL1 ,VL2 ・・・VLn
には、それぞれ対応する行に関する画素(CMD)1,
1・・・のゲートが接続されている。また、各画素1,
1・・・のドレインは、それぞれ共通とされ、電源電圧
Vddが印加されるような構造となっている。
The vertical signal line VS1 that is common to the pixels 1, 1 ... In one column and is arranged in the column direction.
, VS2 ... VSn are connected to sources of pixels (CMD) 1, 1 ...
Horizontal selection lines VL1, VL2, ... VLn that are common to the pixels 1, 1 ... In one row and are arranged in the row direction.
, The pixel (CMD) 1 for the corresponding row,
The gates of 1 ... Are connected. In addition, each pixel 1,
The drains of 1 ... Are made common, and the power supply voltage Vdd is applied.

【0043】上記垂直走査回路3は、例えば2値の論理
出力をするシフトレジスタと、その論理出力とクロック
タイミングから3値の電圧出力(Va,Vb,Vc)を
発生するレベルミックス回路により構成されている。
The vertical scanning circuit 3 is composed of, for example, a shift register which outputs a binary logical output, and a level mix circuit which generates a ternary voltage output (Va, Vb, Vc) from the logical output and clock timing. ing.

【0044】また、各垂直信号線VS1 ,VS2 ・・・
VSn の水平走査回路3側には、各画素1,1・・・に
おける光信号電荷に伴う信号電流を電圧信号V1 ,V2
・・・Vn に変換する負荷抵抗RL が接続され、各負荷
抵抗RL の後段にそれぞれCDS回路5が接続されてい
る。各CDS回路5は、出力端子φに通じるビデオライ
ンLにそれぞれスイッチングトランジスタTrを介して
接続されており、水平走査回路4から延びる水平画素数
分の列選択線HL1 ,HL2 ・・・HLn は、それぞれ
対応するスイッチングトランジスタTrのゲートに接続
されている。
Further, each vertical signal line VS1, VS2 ...
On the VSn horizontal scanning circuit 3 side, the signal currents associated with the optical signal charges in the respective pixels 1, 1 ...
The load resistance RL for converting to Vn is connected, and the CDS circuit 5 is connected to the subsequent stage of each load resistance RL. Each CDS circuit 5 is connected to a video line L connected to the output terminal φ via a switching transistor Tr, and column selection lines HL1, HL2 ... HLn for the number of horizontal pixels extending from the horizontal scanning circuit 4 are Each is connected to the gate of the corresponding switching transistor Tr.

【0045】各CDS回路5は、例えば図2に示すよう
に、1つのクランプ回路11と1つのサンプル・ホール
ド回路(以下、単にS/H回路と記す)12から構成さ
れている。クランプ回路11は、入力信号のDC成分を
除去する結合コンデンサCと、信号線VSにノードaを
介して接続されたスイッチングトランジスタTCLと、ゲ
ートに信号線VSが接続された駆動トランジスタQa と
定電流源を構成する負荷トランジスタQL からなるソー
スフォロア回路13とから構成されている。スイッチン
グトランジスタTCLは、ソースが信号線VSに接続さ
れ、ドレインがクランプ電位VCLに固定されている。従
って、このクランプ回路11においては、ゲートに制御
パルスPcが印加されることによって、オン動作が行わ
れ、信号線VSの電位がクランプ電位VCLに保持される
こととなる。
Each CDS circuit 5 comprises, for example, as shown in FIG. 2, one clamp circuit 11 and one sample and hold circuit (hereinafter, simply referred to as S / H circuit) 12. The clamp circuit 11 includes a coupling capacitor C for removing a DC component of an input signal, a switching transistor TCL connected to a signal line VS via a node a, a drive transistor Qa having a gate connected to a signal line VS, and a constant current. The source follower circuit 13 is composed of a load transistor QL constituting a source. The switching transistor TCL has a source connected to the signal line VS and a drain fixed to the clamp potential VCL. Therefore, in the clamp circuit 11, by applying the control pulse Pc to the gate, the ON operation is performed and the potential of the signal line VS is held at the clamp potential VCL.

【0046】一方、S/H回路12は、クランプ回路1
1におけるソースフォロア回路13の共通のソース接点
bをドレインとするスイッチングトランジスタTSHと、
このスイッチングトランジスタTSHのソースから延びる
信号線Sのノードcと接地間に接続された容量Csと、
ゲートに信号線Sが接続された駆動トランジスタQaSと
定電流源を構成する負荷トランジスタQLSからなるソー
スフォロア回路14とから構成されている。そして、上
記スイッチングトランジスタTSHのゲートにサンプリン
グパルスPsを供給することによって、クランプ回路1
1からの信号電流に応じた電荷が容量Csに蓄積され、
その蓄積電荷に応じた電位がソースフォロア回路14の
共通のソース接点dに現れる。なお、このソース接点d
の電位は、図1で示すスイッチングトランジスタTrの
ドレインに供給されるようになっている。
On the other hand, the S / H circuit 12 is the clamp circuit 1
A switching transistor TSH whose drain is a common source contact b of the source follower circuit 13 in FIG.
A capacitor Cs connected between the node c of the signal line S extending from the source of the switching transistor TSH and the ground;
The source follower circuit 14 includes a drive transistor QaS having a gate connected to the signal line S and a load transistor QLS forming a constant current source. Then, by supplying the sampling pulse Ps to the gate of the switching transistor TSH, the clamp circuit 1
The charge corresponding to the signal current from 1 is accumulated in the capacitor Cs,
A potential corresponding to the accumulated charge appears at the common source contact d of the source follower circuit 14. In addition, this source contact d
Is supplied to the drain of the switching transistor Tr shown in FIG.

【0047】次に、上記第1実施例に係る固体撮像素子
の動作を図3のタイミングチャートも参照しながら説明
する。なお、説明の簡単化のため、CDS回路5内にお
けるクランプ回路11及びS/H回路12の各ソースフ
ォロア回路13及び14のゲインを1として説明する。
Next, the operation of the solid-state image pickup device according to the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. For simplification of description, the gain of each of the source follower circuits 13 and 14 of the clamp circuit 11 and the S / H circuit 12 in the CDS circuit 5 will be described as 1.

【0048】まず、電荷蓄積(露光)時においては、垂
直走査回路3から各画素(CMD)1,1・・・をカッ
トオフする低い電圧Vaが出力され、各画素1,1・・
・のゲートに印加される。被写体からの光の入射に伴っ
て、光発生正孔が各画素1,1・・・のゲート部に蓄積
されると、各画素1,1・・・の表面電位がそれぞれ蓄
積された光発生正孔に応じて上昇する。
First, during charge accumulation (exposure), the vertical scanning circuit 3 outputs a low voltage Va that cuts off each pixel (CMD) 1, 1, ...
・ Applied to the gate of. When the photo-generated holes are accumulated in the gate portion of each pixel 1, 1 ... With the incidence of light from the subject, the photo-generated holes are accumulated in the surface potential of each pixel 1, 1. It rises according to the holes.

【0049】そして、水平ブランキング期間HB中に、
垂直走査回路3にて例えば1行目の画素1,1・・・に
対して上記電圧Vaよりも高い読出し用の電圧Vbを供
給する。これによって、1行目の画素1,1・・・が選
択されたことになり、この選択された1行目の画素1,
1・・・の各蓄積電荷に応じた信号電流がそれぞれ負荷
抵抗RL に流れ、それによる電圧変化(信号電圧)V1
(S1),V2(S1)・・・が、対応するCDS回路5
にそれぞれ入力される。このとき、各CDS回路5にお
けるクランプ回路11のスイッチングトランジスタTCL
のゲートに制御パルスが印加される。これによって、各
CDS回路5に供給された信号V1(S1),V2(S1)
・・・がクランプ電位VCLに保持される。また同時に、
S/H回路12におけるスイッチングトランジスタTSH
のゲートにサンプリングパルスPsが印加され、それに
よって、上記クランプ電位VCLに相当する電荷が容量C
sに蓄積される。
Then, during the horizontal blanking period HB,
The vertical scanning circuit 3 supplies a read voltage Vb higher than the above voltage Va to, for example, the pixels 1, 1 ... In the first row. As a result, the pixels 1, 1, ... Of the first row are selected, and the pixels 1, 1, ...
A signal current corresponding to each accumulated charge of 1 flows into the load resistor RL, and a voltage change (signal voltage) V1 due to the signal current V1
(S1), V2 (S1) ... Corresponding CDS circuit 5
Are input respectively. At this time, the switching transistor TCL of the clamp circuit 11 in each CDS circuit 5
A control pulse is applied to the gate of. As a result, the signals V1 (S1) and V2 (S1) supplied to each CDS circuit 5
... are held at the clamp potential VCL. At the same time,
Switching transistor TSH in the S / H circuit 12
A sampling pulse Ps is applied to the gate of the capacitor C, whereby charges corresponding to the clamp potential VCL are charged to the capacitance C.
stored in s.

【0050】その後、垂直走査回路3から上記選択され
た1行目の画素1,1・・・に対して、読出し用の電圧
Vbよりも高いリセット電圧Vcが供給される。このリ
セット電位Vcの印加によって、1行目の画素1,1・
・・全部がリセットされる。即ち、1行目の画素1,1
・・・に蓄積されていた光発生正孔が基板側に掃き捨て
られる。
After that, the vertical scanning circuit 3 supplies a reset voltage Vc higher than the read voltage Vb to the pixels 1, 1, ... Of the selected first row. By applying the reset potential Vc, the pixels 1, 1, ...
..All are reset. That is, the pixels 1, 1 in the first row
The photo-generated holes accumulated in ... Are swept away to the substrate side.

【0051】その後、再び垂直走査回路3から上記選択
された1行目の画素1,1・・・に対して、読出し用の
電圧Vbが供給される。このとき、選択されている1行
目の画素1,1・・・には、光発生正孔が存在しないの
で、その表面電位は、ゲートに印加される電位によって
変化することとなり、上記読出し時の表面電位よりも低
い値を示す。そのため、この期間に各CDS回路5に入
力される電圧レベルV1 ,V2 ・・・は、信号電圧レベ
ルV1(S1),V2(S1)・・・よりも高くなり、その
画素を構成するCMDの特性のみに依存したレベル、即
ちその画素の黒レベルV1(B1),V2(B1)・・・を
示すことになる。
After that, the reading voltage Vb is again supplied from the vertical scanning circuit 3 to the pixels 1, 1, ... Of the selected first row. At this time, since the photogenerated holes do not exist in the selected pixels 1, 1 ... Of the first row, the surface potential thereof changes depending on the potential applied to the gate. The value is lower than the surface potential of. Therefore, the voltage levels V1, V2, ... Input to each CDS circuit 5 during this period are higher than the signal voltage levels V1 (S1), V2 (S1). The level depends only on the characteristic, that is, the black levels V1 (B1), V2 (B1) ... Of the pixel.

【0052】この黒レベルV1(B1),V2(B1)・・
・の読出し時、S/H回路12のスイッチングトランジ
スタTSHのゲートにサンプリングパルスPsが印加され
る。このとき、各容量Csには、黒レベルV1(B1),
V2(B1)・・・に相当する電荷量と上記クランプ電位
(信号レベル)VCLに相当する電荷量の差、即ち光の入
射によって発生した蓄積電荷に伴う実際の信号電圧V1
1,V21・・・に相当する電荷が蓄積されることにな
る。従って、各CDS回路5のS/H回路12には、1
行目の画素1,1・・・に関し、それぞれ対応する画素
1,1・・・の信号量V11,V21・・・が保持されるこ
とになる。
These black levels V1 (B1), V2 (B1) ...
When reading, the sampling pulse Ps is applied to the gate of the switching transistor TSH of the S / H circuit 12. At this time, the black level V1 (B1),
The difference between the charge amount corresponding to V2 (B1) ... and the charge amount corresponding to the clamp potential (signal level) VCL, that is, the actual signal voltage V1 accompanying the accumulated charge generated by the incident light.
Electric charges corresponding to 1, V21 ... Are accumulated. Therefore, the S / H circuit 12 of each CDS circuit 5 has 1
With respect to the pixels 1, 1, ... Of the row, the signal amounts V11, V21, ... Of the corresponding pixels 1, 1 ,.

【0053】そして、上記水平ブランキング期間HB後
の有効水平走査期間Haにおいて、水平走査回路4から
順次選択パルスP1 ,P2 ・・・を出力することによ
り、対応するスイッチングトランジスタTr,Tr・・
・を順次オンにする。これによって、各CDS回路5が
順次選択され、各S/H回路12に保持されている電荷
に応じた信号V11,V21・・・が時系列にビデオライン
Lに現れることになる。これは、垂直走査回路3にて選
択された1行目の画素1,1・・・中、スイッチングト
ランジスタTrがオンになった列の画素1が順次選択さ
れたことと等価であり、その選択された画素1の信号が
ビデオラインLを介して出力端子φより取り出されるこ
ととなる。即ち、水平ブランキング期間HB後の有効水
平走査期間Haにおいて、各CDS回路5から順次信号
V11,V21・・・を読み出すことにより、出力端子φか
ら1行目の画素1,1・・・に関する撮像信号を取り出
すことができる。
Then, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the horizontal scanning circuit 4 sequentially outputs the selection pulses P1, P2, ...
・ Turn on sequentially. As a result, the CDS circuits 5 are sequentially selected, and the signals V11, V21, ... According to the charges held in the S / H circuits 12 appear on the video line L in time series. This is equivalent to sequentially selecting the pixel 1 in the column in which the switching transistor Tr is turned on among the pixels 1, 1 ... In the first row selected by the vertical scanning circuit 3. The signal of the selected pixel 1 is taken out from the output terminal φ via the video line L. That is, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the signals V11, V21, ... Are read sequentially from each CDS circuit 5 to relate to the pixels 1, 1 ,. The image pickup signal can be taken out.

【0054】そして、次の水平ブランキング期間HBに
おいて、今度は2行目の画素1,1・・・が選択され、
上記と同様に、その水平ブランキング期間HB中に、2
行目の画素1,1・・・に関する信号量V12,V22・・
・がそれぞれS/H回路12に保持される。そして、上
記と同様に、水平ブランキング期間HB後の有効水平走
査期間Haにおいて、各CDS回路5から順次信号V1
2,V22・・・を読み出すことにより、出力端子φから
2行目の画素1,1・・・に関する撮像信号を取り出す
ことができる。
Then, in the next horizontal blanking period HB, the pixels 1, 1, ... Of the second row are selected this time,
Similarly to the above, during the horizontal blanking period HB, 2
Signal amount V12, V22 ...
Are held in the S / H circuit 12 respectively. Then, similarly to the above, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the signal V1 is sequentially output from each CDS circuit 5.
By reading out 2, V22 ..., It is possible to take out the image pickup signal for the pixels 1, 1, ...

【0055】一般的に述べると、水平ブランキング期間
HBにおいて、n行目の画素1,1・・・を選択し、そ
の水平ブランキング期間HB中に、n行目の画素1,1
・・・に関する信号量をそれぞれS/H回路12に保持
し、水平ブランキング期間HB後の有効水平走査期間H
aにおいて、各CDS回路5から順次信号を読み出すこ
とにより、出力端子φからn行目の画素1,1・・・に
関する撮像信号を取り出すことができる。
Generally speaking, in the horizontal blanking period HB, the pixels 1, 1, ... Of the nth row are selected, and during the horizontal blanking period HB, the pixels 1, 1 of the nth row are selected.
.. are stored in the S / H circuit 12, and the effective horizontal scanning period H after the horizontal blanking period HB is held.
In a, by sequentially reading the signals from the CDS circuits 5, it is possible to take out the image pickup signal for the pixels 1, 1 ... Of the nth row from the output terminal φ.

【0056】このように、上記第1実施例に係る固体撮
像素子によれば、信号の読出し動作、リセット動作及び
リセット後の黒レベルの読出し動作という一連の動作
を、水平ブランキング期間HB中に1回のみ行えばよい
ため、上記一連の動作を非常に低速に行うことが可能と
なり、また、有効水平走査期間Haにおいては、上記一
連の動作を行わず、ただ単に各CDS回路5から信号量
を読み出す動作を行うだけでよいため、ビデオラインL
の信号処理を出力レートとほぼ速度にて行うことができ
る。従って、固体撮像素子をハイビジョン方式に適用し
た場合においても、その水平ブランキング期間(2.6
μs)内において、各画素1,1・・・からの信号を低
速で読出すことができ、出力レートの高速化に伴う動作
不能状態を防止することができる。
As described above, according to the solid-state image sensor according to the first embodiment, a series of operations of the signal read operation, the reset operation, and the black level read operation after the reset are performed during the horizontal blanking period HB. Since the series of operations need only be performed once, it becomes possible to perform the series of operations at a very low speed. Further, during the effective horizontal scanning period Ha, the series of operations are not performed, and the signal amount from each CDS circuit 5 is simply used. Read out the video line L
Signal processing can be performed at a speed almost equal to the output rate. Therefore, even when the solid-state image sensor is applied to the high-definition system, the horizontal blanking period (2.6
.mu.s), signals from the respective pixels 1, 1 ... Can be read out at a low speed, and an inoperable state due to an increase in output rate can be prevented.

【0057】しかも、上記のように、ビデオラインLの
信号処理速度の帯域幅を狭くできることから、出力レー
トの高速化に伴って画素1,1・・・から発生する高域
ランダムノイズの高域成分を除去することができ、撮像
信号のS/Nを向上させることができる。
Moreover, as described above, since the bandwidth of the signal processing speed of the video line L can be narrowed, the high range of the high range random noise generated from the pixels 1, 1 ... With the increase in the output rate. The component can be removed, and the S / N of the image pickup signal can be improved.

【0058】次に、第2実施例に係る固体撮像素子につ
いて図4〜図6を参照しながら説明する。なお、図1〜
図3と対応するものについては同符号を記す。
Next, the solid-state image sensor according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to
Components corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.

【0059】この第2実施例に係る固体撮像素子は、イ
ンターレース走査方式に適用したもので、図4に示すよ
うに、上記第1実施例とほぼ同じ構成を有するが、以下
の点で異なる。即ち、インターレース方式に対応して2
本のビデオラインL1 ,L2が配線されていること。各
垂直信号線VS1 ,VS2 ・・・VSn に接続されるC
DS回路5が1つのクランプ回路11と2つのS/H回
路(第1のS/H回路12A及び第2のS/H回路12
B)にて構成されていること。CDS回路5を選択する
スイッチングトランジスタが第1及び第2のS/H回路
12A及び12Bに対応してそれぞれ2つ(Tr1 及び
Tr2 )ずつ設けられていることである。
The solid-state image pickup device according to the second embodiment is applied to the interlaced scanning system, and as shown in FIG. 4, it has almost the same structure as that of the first embodiment, but is different in the following points. That is, 2 corresponding to the interlace system
The video lines L1 and L2 of the book are wired. C connected to each vertical signal line VS1, VS2, ... VSn
The DS circuit 5 includes one clamp circuit 11 and two S / H circuits (first S / H circuit 12A and second S / H circuit 12).
Be configured in B). That is, two switching transistors (Tr1 and Tr2) are provided for each of the first and second S / H circuits 12A and 12B for selecting the CDS circuit 5.

【0060】ここで、上記CDS回路5の構成要素の1
つであるクランプ回路11は、図5に示すように、上記
第1実施例の場合と同様に、結合コンデンサC、スイッ
チングトランジスタTCL及びソースフォロア回路13に
て構成され、また、第1のS/H回路12Aは、第1の
スイッチングトランジスタTSH1 、第1の容量Cs1及
び第1のソースフォロア回路14Aにて構成され、第2
のS/H回路12Bは、第2のスイッチングトランジス
タTSH2 、第2の容量Cs2 及び第2のソースフォロア
回路14Bにて構成されている。第1のスイッチングト
ランジスタTSH1 のドレイン及び第2のスイッチングト
ランジスタTSH2 のドレインはそれぞれクランプ回路1
1におけるソースフォロア回路13の共通のソース接点
bに接続されている。なお、第1及び第2のソースフォ
ロア回路14A及び14Bにおけるそれぞれ共通のソー
ス接点d1 及びd2 の電位は、対応するスイッチングト
ランジスタTr1 及びTr2 のドレインに供給されるよ
うになっている。
Here, one of the components of the CDS circuit 5 is
As shown in FIG. 5, the clamp circuit 11, which is the third one, is composed of a coupling capacitor C, a switching transistor TCL, and a source follower circuit 13, as in the case of the first embodiment. The H circuit 12A includes a first switching transistor TSH1, a first capacitor Cs1, and a first source follower circuit 14A, and a second switching transistor TSH1 and a second source follower circuit 14A.
The S / H circuit 12B includes a second switching transistor TSH2, a second capacitor Cs2, and a second source follower circuit 14B. The drain of the first switching transistor TSH1 and the drain of the second switching transistor TSH2 are clamp circuits 1 respectively.
1 is connected to the common source contact b of the source follower circuit 13. The potentials of the common source contacts d1 and d2 in the first and second source follower circuits 14A and 14B are supplied to the drains of the corresponding switching transistors Tr1 and Tr2.

【0061】次に、上記第2実施例に係る固体撮像素子
の動作を図6のタイミングチャートも参照しながら説明
する。
Next, the operation of the solid-state image pickup device according to the second embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0062】まず、電荷蓄積(露光)時においては、上
記第1実施例と同様に、垂直走査回路3から各画素(C
MD)1,1・・・をカットオフする低い電圧Vaが出
力され、各画素1,1・・・のゲートに印加される。被
写体からの光の入射に伴って、光発生正孔が各画素1,
1・・・のゲート部に蓄積されると、各画素1,1・・
・の表面電位がそれぞれ蓄積された光発生正孔に応じて
上昇する。
First, at the time of charge storage (exposure), each pixel (C
A low voltage Va that cuts off MD) 1, 1 ... Is output and applied to the gates of the pixels 1, 1. With the incidence of light from the subject, light-generated holes are generated in each pixel 1,
When accumulated in the gate part of 1 ...
・ The surface potential of the cell rises according to the accumulated photogenerated holes.

【0063】そして、水平ブランキング期間HBの前半
に、垂直走査回路3にて例えば1行目の画素1,1・・
・に対して上記電圧Vaよりも高い読出し用の電圧Vb
を供給する。これによって、1行目の画素1,1・・・
が選択されたことになり、この選択された1行目の画素
1,1・・・の各蓄積電荷に応じた信号電流がそれぞれ
負荷抵抗RL に流れ、それによる電圧変化(信号電圧)
V1(S1),V2(S1)・・・が、対応するCDS回路
5にそれぞれ入力される。このとき、各CDS回路5に
おけるクランプ回路11のスイッチングトランジスタT
CLのゲートに制御パルスPcが印加される。これによっ
て、各CDS回路5に供給された信号V1(S1),V2
(S1)・・・がクランプ電位VCLに保持される。また
同時に、第1のS/H回路12Aにおける第1のスイッ
チングトランジスタTSH1 のゲートにサンプリングパル
スPs1 が印加され、それによって、上記クランプ電位
VCLに相当する電荷が第1の容量Cs1 に蓄積される。
Then, in the first half of the horizontal blanking period HB, for example, the pixels 1, 1, ...
・ Read voltage Vb higher than the above voltage Va
To supply. As a result, the pixels 1, 1, ...
Has been selected, and a signal current corresponding to each accumulated charge of the pixels 1, 1 ... Of the selected first row flows into the load resistance RL, and a voltage change (signal voltage) due to the signal current
V1 (S1), V2 (S1) ... Are input to the corresponding CDS circuits 5, respectively. At this time, the switching transistor T of the clamp circuit 11 in each CDS circuit 5
The control pulse Pc is applied to the gate of CL. As a result, the signals V1 (S1), V2 supplied to each CDS circuit 5
(S1) ... Is held at the clamp potential VCL. At the same time, the sampling pulse Ps1 is applied to the gate of the first switching transistor TSH1 in the first S / H circuit 12A, whereby charges corresponding to the clamp potential VCL are stored in the first capacitor Cs1.

【0064】その後、垂直走査回路3から上記選択され
た1行目の画素1,1・・・に対して、読出し用の電圧
Vbよりも高いリセット電圧Vcが供給される。このリ
セット電位Vcの印加によって、1行目の画素1,1・
・・全部がリセットされる。即ち、各画素1,1・・・
に蓄積されていた光発生正孔が基板側に掃き捨てられ
る。
After that, the vertical scanning circuit 3 supplies a reset voltage Vc higher than the read voltage Vb to the pixels 1, 1, ... Of the selected first row. By applying the reset potential Vc, the pixels 1, 1, ...
..All are reset. That is, each pixel 1, 1 ...
The photogenerated holes accumulated in the substrate are swept away to the substrate side.

【0065】その後、再び垂直走査回路3から上記選択
された1行目の画素1,1・・・に対して、読出し用の
電圧Vbが供給され、1行目の画素1,1・・・におけ
る黒レベルV1(B1),V2(B1)・・・が、対応する
CDS回路5にそれぞれ入力される。このとき、第1の
S/H回路12Aにおける第1のスイッチングトランジ
スタTSH1 のゲートにサンプリングパルスPs1 が印加
され、各第1の容量Cs1 には、黒レベルV1(B1),
V2(B1)・・・に相当する電荷量と上記クランプ電位
(信号レベル)VCLに相当する電荷量の差、即ち光の入
射によって発生した蓄積電荷に伴う実際の信号電圧V1
1,V21・・・に相当する電荷が蓄積されることにな
る。即ち、各CDS回路5の第1のS/H回路12Aに
は、1行目の画素1,1・・・に関し、それぞれ対応す
る画素1,1・・・の信号量V11,V21・・・が保持さ
れることになる。
Thereafter, the read voltage Vb is supplied again from the vertical scanning circuit 3 to the selected pixels 1, 1, ... In the first row, and the pixels 1, 1 ,. The black levels V1 (B1), V2 (B1), ... Are input to the corresponding CDS circuits 5. At this time, the sampling pulse Ps1 is applied to the gate of the first switching transistor TSH1 in the first S / H circuit 12A, and the black level V1 (B1),
The difference between the charge amount corresponding to V2 (B1) ... and the charge amount corresponding to the clamp potential (signal level) VCL, that is, the actual signal voltage V1 accompanying the accumulated charge generated by the incident light.
Electric charges corresponding to 1, V21 ... Are accumulated. That is, in the first S / H circuit 12A of each CDS circuit 5, the signal amounts V11, V21 ... Of the pixels 1, 1, ... Will be retained.

【0066】その後、同じ水平ブランキング期間HBの
後半に、垂直走査回路3にて2行目の画素1,1・・・
に対して読出し用の電圧Vbを供給する。これによっ
て、2行目の画素1,1・・・が選択されたことにな
り、この選択された2行目の画素1,1・・・の各蓄積
電荷に応じた信号電流がそれぞれ負荷抵抗RL に流れ、
それによる電圧変化(信号電圧)V1(S2),V2(S
2)・・・が、対応するCDS回路5にそれぞれ入力さ
れる。このとき、各CDS回路5におけるクランプ回路
11のスイッチングトランジスタTCLのゲートに制御パ
ルスPcが印加される。これによって、各CDS回路5
に供給された信号V1(S2),V2(S2)・・・がクラ
ンプ電位VCLに保持される。また同時に、第2のS/H
回路12Bにおける第2のスイッチングトランジスタT
SH2 のゲートにサンプリングパルスPs2 が印加され、
それによって、上記クランプ電位VCLに相当する電荷が
第2の容量Cs2 に蓄積される。
Thereafter, in the latter half of the same horizontal blanking period HB, the vertical scanning circuit 3 causes the pixels 1, 1, ...
Is supplied with a read voltage Vb. As a result, the pixels 1, 1, ... Of the second row are selected, and the signal currents corresponding to the respective accumulated charges of the pixels 1, 1 ,. Flow to RL,
Voltage change (signal voltage) V1 (S2), V2 (S
2) are input to the corresponding CDS circuits 5, respectively. At this time, the control pulse Pc is applied to the gate of the switching transistor TCL of the clamp circuit 11 in each CDS circuit 5. As a result, each CDS circuit 5
The signals V1 (S2), V2 (S2), ... At the same time, the second S / H
Second switching transistor T in circuit 12B
Sampling pulse Ps2 is applied to the gate of SH2,
As a result, charges corresponding to the clamp potential VCL are stored in the second capacitor Cs2.

【0067】その後、垂直走査回路3から上記選択され
た2行目の画素1,1・・・に対して、リセット電圧V
cが供給される。このリセット電位Vcの印加によっ
て、2行目の画素1,1・・・全部がリセットされる。
Thereafter, the reset voltage V is applied from the vertical scanning circuit 3 to the pixels 1, 1, ...
c is supplied. By applying the reset potential Vc, all the pixels 1, 1 ... In the second row are reset.

【0068】その後、再び垂直走査回路3から上記選択
された2行目の画素1,1・・・に対して、読出し用の
電圧Vbが供給され、2行目の画素1,1・・・におけ
る黒レベルV1(B2),V2(B2)・・・が、対応する
CDS回路5にそれぞれ入力される。このとき、第2の
S/H回路12Bにおける第2のスイッチングトランジ
スタTSH2 のゲートにサンプリングパルスPs2 が印加
され、各第2の容量Cs2 には、光の入射によって発生
した蓄積電荷に伴う実際の信号電圧V12,V22・・・に
相当する電荷が蓄積される。従って、各CDS回路5の
第2のS/H回路12Bには、2行目の画素1,1・・
・に関し、それぞれ対応する画素1の信号量V12,V22
・・・が保持されることになる。
After that, the read voltage Vb is supplied again from the vertical scanning circuit 3 to the pixels 1, 1, ... Of the selected second row, and the pixels 1, 1, ... Of the second row are supplied. The black levels V1 (B2), V2 (B2), ... In are input to the corresponding CDS circuits 5, respectively. At this time, the sampling pulse Ps2 is applied to the gate of the second switching transistor TSH2 in the second S / H circuit 12B, and each second capacitance Cs2 receives an actual signal accompanying the accumulated charge generated by the incident light. Electric charges corresponding to the voltages V12, V22 ... Are accumulated. Therefore, in the second S / H circuit 12B of each CDS circuit 5, the pixels 1, 1, ...
.., the signal amounts V12 and V22 of the corresponding pixel 1
... will be retained.

【0069】そして、上記水平ブランキング期間HB後
の有効水平走査期間Haにおいて、水平走査回路4から
順次選択パルスP1 ,P2 ・・・を出力することによ
り、対応するスイッチングトランジスタTr1 ,Tr2
を順次オンにする。これによって、各CDS回路5が順
次選択され、各第1のS/H回路12Aに保持されてい
る電荷に応じた信号V11,V21・・・が時系列にビデオ
ラインL1 に現れ、各第2のS/H回路12Bに保持さ
れている電荷に応じた信号V12,V22・・・が時系列に
ビデオラインL2 に現れることになる。これは、垂直走
査回路3にて選択された1行目及び2行目の画素1,1
・・・中、対応するスイッチングトランジスタTr1 及
びTr2 がオンになった列の画素1が順次選択されたこ
とと等価であり、その選択された画素1の信号がそれぞ
れビデオラインL1 及びL2 を介してそれぞれ出力端子
φ1 及びφ2 より取り出されることとなる。即ち、水平
ブランキング期間HB後の有効水平走査期間Haにおい
て、各CDS回路5から順次信号を読み出すことによ
り、各出力端子L1 及びL2 からそれぞれ1行目及び2
行目の画素1,1・・・に関する撮像信号を取り出すこ
とができる。
Then, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the horizontal scanning circuit 4 sequentially outputs the selection pulses P1, P2, ... By corresponding switching transistors Tr1, Tr2.
Turn on sequentially. As a result, the CDS circuits 5 are sequentially selected, the signals V11, V21, ... According to the charges held in the first S / H circuits 12A appear on the video line L1 in time series, and the respective second , Corresponding to the charges held in the S / H circuit 12B, appear on the video line L2 in time series. This is the pixels 1 and 1 of the first and second rows selected by the vertical scanning circuit 3.
... is equivalent to sequentially selecting the pixels 1 in the columns in which the corresponding switching transistors Tr1 and Tr2 are turned on, and the signals of the selected pixels 1 are transmitted via the video lines L1 and L2, respectively. It is taken out from the output terminals φ1 and φ2, respectively. That is, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the signals are sequentially read from the CDS circuits 5, so that the output terminals L1 and L2 output the first row and the second row, respectively.
It is possible to take out the image pickup signal for the pixels 1, 1, ...

【0070】そして、次の水平ブランキング期間HBに
おいて、今度は3行目及び4行目の画素1,1・・・が
選択され、上記と同様に、その水平ブランキング期間H
B中に、3行目及び4行目の画素1,1・・・に関する
信号量V13,V23・・・及びV14,V24・・・がそれぞ
れ第1のS/H回路12Aにおける第1の容量Cs1及
び第2のS/H回路12Bにおける第2の容量Cs2 に
それぞれ蓄積される。そして、上記と同様に、水平ブラ
ンキング期間HB後の有効水平走査期間Haにおいて、
各CDS回路5から順次信号V13,V23・・・及びV1
4,V24・・・を読み出すことにより、各出力端子φ1
及びφ2 から3行目及び4行目の画素1,1・・・に関
する撮像信号を取り出すことができる。
Then, in the next horizontal blanking period HB, the pixels 1, 1, ... Of the third and fourth rows are selected, and the horizontal blanking period H is set in the same manner as described above.
In B, the signal amounts V13, V23 ... And V14, V24 ... For the pixels 1, 1 ... In the third and fourth rows are the first capacitances in the first S / H circuit 12A. Cs1 and the second capacitor Cs2 in the second S / H circuit 12B are respectively stored. Then, similarly to the above, in the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB,
The signals V13, V23, ... And V1 are sequentially output from each CDS circuit 5.
By reading 4, V24 ..., each output terminal φ1
, And .phi..sub.2, the image pickup signals for the pixels 1, 1, ... In the third and fourth rows can be taken out.

【0071】一般的に述べると、水平ブランキング期間
HBにおいて、n行目及びn+1行目の画素1,1・・
・を選択し、その水平ブランキング期間HB中に、n行
目及びn+1行目の画素1,1・・・に関する信号量を
それぞれ第1のS/H回路12Aにおける第1の容量C
s1 及び第2のS/H回路12Bにおける第2の容量C
s2 に蓄積し、水平ブランキング期間HB後の有効水平
走査期間Haにおいて、各CDS回路5から順次信号を
読み出すことにより、各出力端子φ1 及びφ2からn行
目及びn+1行目の画素1,1・・・に関する撮像信号
を取り出すことができる。
Generally speaking, in the horizontal blanking period HB, the pixels 1, 1, ...
Are selected, and the signal amounts relating to the pixels 1, 1 ... Of the n-th row and the n + 1-th row are selected during the horizontal blanking period HB, respectively, in the first capacitance C in the first S / H circuit 12A.
s1 and the second capacitance C in the second S / H circuit 12B
In the effective horizontal scanning period Ha after the horizontal blanking period HB, the signals are sequentially read out from the CDS circuits 5, so that the pixels 1, 1 of the nth row and the n + 1th row from the output terminals φ1 and φ2 are stored. It is possible to take out the image pickup signal regarding.

【0072】このように、第2実施例に係る固体撮像素
子によれば、上記第1実施例と同様に、ハイビジョン方
式に適用した場合においても、画素1,1・・・からの
信号を低速で読出すことができ、出力レートの高速化に
伴う動作不能状態を防止することができる。
As described above, according to the solid-state image pickup device of the second embodiment, the signals from the pixels 1, 1 ... Can be read out, and the inoperable state due to the increase in the output rate can be prevented.

【0073】しかも、上記のように、ビデオラインL1
及びL2 の信号処理速度の帯域幅を狭くできることか
ら、出力レートの高速化に伴って画素1,1・・・から
発生する高域ランダムノイズの高域成分を除去すること
ができ、撮像信号のS/Nを向上させることができる。
Moreover, as described above, the video line L1
Since the bandwidth of the signal processing speed of L2 and L2 can be narrowed, it is possible to remove the high frequency component of the high frequency random noise generated from the pixels 1, 1 ... The S / N can be improved.

【0074】特にこの第2実施例においては、垂直走査
回路3にて時系列に選択されたn行目及びn+1行目の
画素1,1・・・における各信号レベルを、1つのクラ
ンプ回路11にてそれぞれクランプ電位VCLに保持する
ようにしているため、従来のように、1本の垂直信号線
に2つのCDS回路、特に2つのクランプ回路を接続す
る必要がなくなり、1本の垂直信号線VSに対して1個
のクランプ回路11を接続するだけでよい。従って、固
体撮像素子をインターレース走査方式に適用した場合に
おいて、垂直信号線VSに対応して接続されるCDS回
路5、特にCDS回路5を構成するクランプ回路11の
個数を削減でき、固体撮像素子自体のサイズの小型化及
び製造コストの低廉化を実現させることができる。
Particularly, in the second embodiment, the signal levels in the pixels 1, 1, ... Of the nth row and the n + 1th row selected in time series by the vertical scanning circuit 3 are set to one clamp circuit 11. Since each of them is held at the clamp potential VCL, it is not necessary to connect two CDS circuits, especially two clamp circuits to one vertical signal line as in the conventional case, and one vertical signal line is not required. Only one clamp circuit 11 needs to be connected to VS. Therefore, when the solid-state imaging device is applied to the interlaced scanning method, the number of the CDS circuits 5 connected corresponding to the vertical signal lines VS, particularly the number of the clamp circuits 11 constituting the CDS circuit 5, can be reduced, and the solid-state imaging device itself. It is possible to realize a smaller size and a lower manufacturing cost.

【0075】上記第1及び第2実施例に係る固体撮像素
子においては、その内部増幅型固体撮像素子としてCM
Dによる固体撮像素子に適用した例を示したが、その
他、AMI、SITなどの内部増幅型固体撮像素子にも
適用できる。
In the solid-state image pickup device according to the first and second embodiments, the CM is used as the internal amplification type solid-state image pickup device.
Although the example applied to the solid-state image pickup device by D is shown, it is also applicable to the internal amplification type solid-state image pickup device such as AMI and SIT.

【0076】[0076]

【発明の効果】上述のように、本発明に係る固体撮像素
子によれば、多数の画素がマトリクス状に配列された撮
像領域と、行単位に画素を選択する垂直走査回路と、列
単位に画素を選択する水平走査回路とが内蔵された固体
撮像素子において、撮像領域と水平走査回路間に配され
た出力線に、水平画素数分の相関二重サンプリング回路
を接続するようにし、固体撮像素子をノンインターレー
ス走査方式に適用させる際、上記相関二重サンプリング
回路を、水平ブランキング期間中に、上記垂直走査回路
にて選択されたn行目の画素における信号レベルを所定
電位に保持するクランプ回路と、上記選択されたn行目
の画素におけるリセット後のレベルをサンプル・ホール
ドするサンプル・ホールド回路にて構成するようにした
ので、ハイビジョン方式に対しても画素からの信号を低
速で読出すことができ、出力レートの高速化に伴う動作
不能状態を防止することができる。しかも、出力レート
の高速化に伴って画素から発生する高域ランダムノイズ
の高域成分を除去することができ、撮像信号のS/Nを
向上させることができる。
As described above, according to the solid-state image pickup device of the present invention, an image pickup region in which a large number of pixels are arranged in a matrix, a vertical scanning circuit for selecting pixels in row units, and a column unit in column units. In a solid-state image sensor including a horizontal scanning circuit for selecting pixels, a correlated double sampling circuit for the number of horizontal pixels is connected to an output line arranged between the image capturing area and the horizontal scanning circuit. When the element is applied to the non-interlaced scanning method, the correlated double sampling circuit holds the signal level in the pixel of the nth row selected by the vertical scanning circuit at a predetermined potential during the horizontal blanking period. Since the circuit and the sample and hold circuit that samples and holds the level after reset in the selected n-th row pixel are configured, Can also be read signals from pixels at a low speed relative to the system, the inoperative state due to the speed of the output rate can be prevented. In addition, it is possible to remove the high frequency component of the high frequency random noise generated from the pixels as the output rate is increased, and it is possible to improve the S / N of the image pickup signal.

【0077】また、固体撮像素子をインターレース走査
方式に適用させる際、上記相関二重サンプリング回路
を、水平ブランキング期間中に、上記垂直走査回路にて
時系列に選択されたn行目及びn+1行目の画素におけ
る各信号レベルをそれぞれ所定電位に保持する1つのク
ランプ回路と、上記選択されたn行目の画素におけるリ
セット後のレベルをサンプル・ホールドする第1のサン
プル・ホールド回路と、上記選択されたn+1行目の画
素におけるリセット後のレベルをサンプル・ホールドす
る第2のサンプル・ホールド回路にて構成するようにし
たので、上記効果を奏するほか、垂直信号線に対応して
接続されるCDS回路、特にCDS回路を構成するクラ
ンプ回路の個数を削減でき、固体撮像素子自体のサイズ
の小型化及び製造コストの低廉化を実現させることがで
きる。
Further, when the solid-state image pickup device is applied to the interlaced scanning system, the above-mentioned correlated double sampling circuit is used for the nth row and the n + 1th row which are selected in time series by the vertical scanning circuit during the horizontal blanking period. One clamp circuit that holds each signal level in the pixel of the eye at a predetermined potential, a first sample-hold circuit that samples and holds the level of the selected pixel in the n-th row after reset, and the selection Since the second sample-hold circuit that samples and holds the level after resetting in the pixel of the (n + 1) th row is performed, the above-described effect is exhibited and the CDS connected corresponding to the vertical signal line is provided. It is possible to reduce the number of circuits, particularly the number of clamp circuits that make up the CDS circuit, reduce the size of the solid-state imaging device itself, and reduce the manufacturing cost. It is possible to realize the cost reduction of the bets.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る固体撮像素子をCMDによる内部
増幅型固体撮像素子に適用した第1の実施例(以下、第
1実施例に係る固体撮像素子と記す)の構成を示す等価
回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a first embodiment (hereinafter, referred to as a solid-state image sensor according to the first embodiment) in which a solid-state image sensor according to the present invention is applied to an internal amplification type solid-state image sensor by CMD. Is.

【図2】第1実施例に係る固体撮像素子に接続される相
関二重サンプリング回路(以下、単にCDS回路と記
す)の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a correlated double sampling circuit (hereinafter, simply referred to as a CDS circuit) connected to the solid-state image sensor according to the first embodiment.

【図3】第1実施例に係る固体撮像素子の信号処理動作
を示すタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing a signal processing operation of the solid-state image sensor according to the first example.

【図4】本発明に係る固体撮像素子をCMDによる内部
増幅型固体撮像素子に適用した第2の実施例(以下、第
2実施例に係る固体撮像素子と記す)の構成を示す等価
回路図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a second embodiment (hereinafter, referred to as a solid-state image sensor according to the second embodiment) in which the solid-state image sensor according to the present invention is applied to an internal amplification type solid-state image sensor by CMD. Is.

【図5】第2実施例に係る固体撮像素子に接続されるC
DS回路の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a C connected to the solid-state image sensor according to the second embodiment.
It is a circuit diagram which shows the structure of a DS circuit.

【図6】第2実施例に係る固体撮像素子の信号処理動作
を示すタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing a signal processing operation of the solid-state image sensor according to the second example.

【図7】従来例に係る固体撮像素子の構成を示す等価回
路図である。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a solid-state image sensor according to a conventional example.

【図8】従来例に係る固体撮像素子の信号処理動作を示
すタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing a signal processing operation of a solid-state image sensor according to a conventional example.

【図9】他の従来例に係る固体撮像素子の構成を示す等
価回路図である。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素(CMD) 2 撮像領域 3 垂直走査回路 4 水平走査回路 5 CDS回路 11 クランプ回路 12,12A,12B S/H回路 1 pixel (CMD) 2 imaging area 3 vertical scanning circuit 4 horizontal scanning circuit 5 CDS circuit 11 clamp circuit 12, 12A, 12B S / H circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数の画素がマトリクス状に配列された
撮像領域と、行単位に画素を選択する垂直走査回路と、
列単位に画素を選択する水平走査回路とが内蔵された固
体撮像素子において、 上記撮像領域と上記水平走査回路間に配された出力線
に、水平画素数分の相関二重サンプリング回路が接続さ
れていることを特徴とする固体撮像素子。
1. An imaging area in which a large number of pixels are arranged in a matrix, and a vertical scanning circuit for selecting pixels in units of rows,
In a solid-state imaging device having a built-in horizontal scanning circuit for selecting pixels on a column-by-column basis, a correlated double sampling circuit for the number of horizontal pixels is connected to an output line arranged between the imaging area and the horizontal scanning circuit. A solid-state image sensor characterized in that.
【請求項2】 上記相関二重サンプリング回路は、水平
ブランキング期間中に、上記垂直走査回路にて選択され
たn行目の画素における信号レベルを所定電位に保持す
るクランプ回路と、上記選択されたn行目の画素におけ
るリセット後のレベルをサンプル・ホールドするサンプ
ル・ホールド回路にて構成されていることを特徴とする
請求項1記載の固体撮像素子。
2. The correlated double sampling circuit includes a clamp circuit that holds a signal level of a pixel in the nth row selected by the vertical scanning circuit at a predetermined potential during a horizontal blanking period, and the selected circuit. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device comprises a sample and hold circuit that samples and holds the level of the pixel in the n-th row after reset.
【請求項3】 上記相関二重サンプリング回路は、水平
ブランキング期間中に、上記垂直走査回路にて時系列に
選択されたn行目及びn+1行目の画素における各信号
レベルをそれぞれ所定電位に保持する1つのクランプ回
路と、上記選択されたn行目の画素におけるリセット後
のレベルをサンプル・ホールドする第1のサンプル・ホ
ールド回路と、上記選択されたn+1行目の画素におけ
るリセット後のレベルをサンプル・ホールドする第2の
サンプル・ホールド回路にて構成されていることを特徴
とする請求項1記載の固体撮像素子。
3. The correlated double sampling circuit sets, during a horizontal blanking period, each signal level in pixels of the nth row and the n + 1th row selected in time series by the vertical scanning circuit to predetermined potentials. One clamp circuit for holding, a first sample-hold circuit for sampling and holding the level after reset in the selected n-th row pixel, and a level after reset in the selected n + 1-th row pixel 2. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the solid-state image sensor comprises a second sample-and-hold circuit for sampling and holding.
JP50A 1993-01-13 1993-01-13 Solid state image pickup device Withdrawn JPH06217205A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50A JPH06217205A (en) 1993-01-13 1993-01-13 Solid state image pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50A JPH06217205A (en) 1993-01-13 1993-01-13 Solid state image pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06217205A true JPH06217205A (en) 1994-08-05

Family

ID=12031684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50A Withdrawn JPH06217205A (en) 1993-01-13 1993-01-13 Solid state image pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06217205A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997007631A1 (en) * 1995-08-11 1997-02-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Image system, solid-state imaging device semiconductor integrated circuit, and differential output method used in the system
FR2795586A1 (en) * 1999-06-23 2000-12-29 Ecole Nale Sup Artes Metiers Pixel reading device for matrix sensor includes switching circuit with capacitor charged during switching cycle, providing direct indication of light level
KR100574891B1 (en) * 2003-01-13 2006-04-27 매그나칩 반도체 유한회사 Image sensor with clamp circuit
KR100579685B1 (en) * 1997-08-15 2006-07-25 소니 가부시끼 가이샤 Solid-state image sensor and method of driving same
US7595824B2 (en) 2004-07-28 2009-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal processor, data processor, and solid state image sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997007631A1 (en) * 1995-08-11 1997-02-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Image system, solid-state imaging device semiconductor integrated circuit, and differential output method used in the system
US7113213B2 (en) 1995-08-11 2006-09-26 Tokyo Shibaura Electric Co Image system, solid-state imaging semiconductor integrated circuit device used in the image system, and difference output method used for the image system
KR100579685B1 (en) * 1997-08-15 2006-07-25 소니 가부시끼 가이샤 Solid-state image sensor and method of driving same
FR2795586A1 (en) * 1999-06-23 2000-12-29 Ecole Nale Sup Artes Metiers Pixel reading device for matrix sensor includes switching circuit with capacitor charged during switching cycle, providing direct indication of light level
WO2001001674A1 (en) * 1999-06-23 2001-01-04 Ecole Nationale Superieure De L'aeronautique Et De L'espace (Supaero) Pixel reading electronic device in particular for matrix image sensor with active cmos pixels
KR100574891B1 (en) * 2003-01-13 2006-04-27 매그나칩 반도체 유한회사 Image sensor with clamp circuit
US7595824B2 (en) 2004-07-28 2009-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal processor, data processor, and solid state image sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5898168A (en) Image sensor pixel circuit
KR100750778B1 (en) Photodiode active pixel sensor with shared reset signal row select
JP3521109B2 (en) Solid-state imaging device for motion detection
JP3050583B2 (en) Solid-state imaging device
EP1788797A2 (en) Solid-state image pickup device
JP3554224B2 (en) Photoelectric conversion device
US20030010896A1 (en) Image sensing apparatus capable of outputting image by converting resolution by adding and reading out a plurality of pixels, its control method, and image sensing system
KR20020083416A (en) X-y address type solid-state image pickup device
JP2001128070A (en) Correlated double sampling circuit of self compensation type
JP2000059697A (en) Image pickup device and image pickup system using it
RU2337502C2 (en) Solid-state device for image capture
US5796431A (en) Solid-state image pickup device and driving method thereof
JP2001045375A (en) Image pickup device and its reading method
JP2641802B2 (en) Imaging device
US4626916A (en) Solid state image pickup device
JPH10108081A (en) Solid-state image-pickup device, signal processing method therefor and camera
JP2010028434A (en) Solid-state imaging device
JP3680366B2 (en) Imaging device
JPS6387874A (en) Solid-state image pickup device
JPH06217205A (en) Solid state image pickup device
KR19990072919A (en) Solid state image pickup device, driving method therefor and camera
JP3624585B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof
JPH04154284A (en) Solid image pickup apparatus
JP2001016502A (en) Solid-state image pickup device
JP2003087657A (en) Solid-state imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000404